塑膠次料的回收利用

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▲ 2024/12/08更新

1. 何謂塑膠次料？

次料（Re-grinding resin/水口料/回料/二次料/回收料）是指製造過程中產生的廢料或邊角料，包括溢料（Flash）、流道結塊（Runners）、溶渣及未受污染的廢棄零件等。這些次料主要來自製造商在產品初次成型過程中產生的物料。它們經過碾壓加工成更小的顆粒後，通常與新料按一定比例混合，再投入生產使用。

使用次料的主要目的是降低生產成本並達到環保效果。透過再利用這些材料，製造商能減少原材料的需求，降低廢料對環境的影響，同時降低產品的整體生產成本。然而，次料的應用範圍有一定限制。

本文所指的次料，是指不包含經過化學再製或化學再聚合的材料、或是從另一家公司大批買進後使用的次料；這裡的次料泛指僅適用於同一家製造商的工業廢料(使用前廢料)。

2. 回收料的制定

1980年，UL（Underwriters Laboratories）集合業界專家意見，制訂了UL 746D標準，即《聚合材料—成品零件安全標準》（Fabricated Parts），以規範再生料在製品中的使用限制，並確保製品的安全性和性能穩定性。這一標準對再生料的使用比例及其對材料特性的影響給出了明確規定。

根據UL 746D的要求，熱塑性材料（Thermoplastic）再生料的使用重量比不得超過25%，以保證材料的主要特性不會受到顯著影響。如果再生料的比例保持在25%以下，則視為不會對材料性能造成明顯損害，並且在此範圍內的使用無需進一步的測試或檢驗。

然而，當熱塑性再生料的重量比例超過25%時，製造商則需對該材料進行額外檢測，以確認其在主要性能（如機械強度、耐熱性、絕緣性等）方面仍能達到最低標準的要求。

相較之下，熱固性塑膠（Thermoset）再生料明確規定其使用比例必須為0%，即不允許加入任何再生料。這是因為熱固性材料在固化後分子結構不可逆轉，任何再生料的摻入都可能導致產品性能的顯著降低或無法預測的失效風險。

3. 塑料的回收利用

(3-1) 減少廢料與回收負擔

熱塑性塑料射出成型的一大優勢在於，其流道系統凝料（水口料）和有缺陷的塑件可以經過粉碎後回收再利用。實驗顯示，當流道系統凝料的添加比例控制在25%以內時，對塑料的物理性能（如強度）影響較小，因此合理地回收與利用這些材料可以有效降低成本，並實現資源的循環使用。

然而，回收過程往往需要耗費大量的時間和人力，加之射出機的操作成本本就較高，這使得回收流程成為一項需要謹慎規劃的工序。此外，回收料的質量和性能直接影響最終產品的品質，因此在回收利用過程中需要特別注意，確保不使用污染或變質的材料。從生產效率的角度來看，能夠一次射出成型成功是最為理想的，因為這不僅能減少廢料的產生，還能降低回收處理的負擔。

(3-2) 如何確保回收的塑料不會影響產品品質

熱塑性塑料射出成型的一大優勢在於，其流道系統凝料（水口料）和有缺陷的塑件可以經過粉碎後回收再利用。實驗顯示，當流道系統凝料的添加比例控制在25%以內時，對塑料的物理性能（如強度）影響較小，因此合理地回收與利用這些材料可以有效降低成本，並實現資源的循環使用。

然而，回收過程往往需要耗費大量的時間和人力，加之射出機的操作成本本就較高，這使得回收流程成為一項需要謹慎規劃的工序。此外，回收料的質量和性能直接影響最終產品的品質，因此在回收利用過程中需要特別注意，確保不使用污染或變質的材料。從生產效率的角度來看，能夠一次射出成型成功是最為理想的，因為這不僅能減少廢料的產生，還能降低回收處理的負擔。

(3-2) 如何確保回收的塑料不會影響產品品質

在回收塑件次品及流道系統凝料的過程中，必須格外小心處理，避免使用受到污染或已經降解變色的塑件。因為污染或變質的回收料會對新料性能產生不良影響，進而導致更多次料和廢料的產生，甚至對產品質量造成無法挽回的損害。如果不仔細檢查，問題很可能會在生產中放大，難以得到有效控制。因此，一旦懷疑任何塑件或流道系統凝料受到污染，應立即將其廢棄，並僅回收符合質量要求的優質塑料。

為了確保回收料的質量，所有待回收的塑料都應妥善遮蓋並避免暴露在污染環境中。回收過程中的設備，如碎料機和儲存器，必須保持絕對清潔，並定期檢查其運行狀況，尤其是碎料機的刀片是否折斷、鈍化或磨損。一旦發現問題，需立即更換，以保證回收處理過程的高效與可靠性。經過粉碎的回收料需進一步經機器處理，清除塵埃、粒子、水分以及金屬碎屑等雜質。處理完成的回收料應被儲存於密封的容器中，並存放於乾燥清潔的儲物室內，以防再次受到污染。

回收料的回用次數及其在新料中的比例對塑件的顏色、強度等特性有直接影響，因此在生產中應嚴格控制回收料的添加量。例如，透明塑件的再生料回用率通常應控制在 20% 以下，以維持其透明度及外觀質量。同時，對於精密射出成型的應用場景，則建議完全避免使用再生料，以確保產品的精密度和一致性。

(3-3) 即時粉碎與混料如何降低生產污染風險

在射出成型過程中，流道系統凝料的處理是一個重要環節。為了提高效率並節省資源，可以在射出機旁上機邊粉碎機（參考影片1）來進行即時處理。這種方法將凝料直接磨碎，並按比例與新料混合後，輸入射出機料管中進行二次利用。

具體操作上，粉碎機的入口部分設於射出機的側面，當模具頂出凝料時，機械手臂會將凝料丟入粉碎機的入口處進行粉碎。粉碎後的塑料會以設定的比例與新料混合，實現即時循環利用。這種生產方式某一手機廠在spec裡面有這樣的要求廠商並且用於其生產流程。相比傳統的獨立式回收系統，此生產方法有以下兩個顯著優點。

• (a) 降低污染風險
  • 即時處理的方式能減少材料暴露在外部環境的時間，從而有效降低污染的可能性。
• (b) 節省乾燥時間
  • 由於部分吸濕性塑料在粉碎後需要重新乾燥，這一方法能避免運輸和存儲環節，縮短了整體操作時間。

然而，這種系統也存在一些不可忽視的缺點：

• (a) 空間佔用較大
  • 粉碎機的安裝需要額外的空間，可能對生產線的布置產生一定影響。
• (b) 噪音問題
  • 粉碎機在運行過程中會產生較大的噪音，對工作環境的舒適性造成一定程度的干擾。

總的來說，將粉碎機整合至射出機的設計是一種具有高效性和環保特性的選擇，但企業需根據生產空間及環境要求權衡其應用的實用性。對於大規模生產廠商來說，這樣的配置可以顯著提升材料利用率並降低成本，但在小型生產線中可能需要進一步考慮實施成本與效益的平衡。

★ 影片1-【機邊粉碎機的介紹及應用說明】

4. 回收料管理

(4-1) 碎料要點

為了確保粉碎過程的品質與效率，操作人員需嚴格遵守以下要點。

(4-1-1) 清潔設備

開始粉碎前，拉出粉碎機下料斗，徹底清掃粉碎機下方的灰塵與殘餘物，避免混入雜物影響粉碎料的品質。

(4-1-2) 檢查原料

在粉料前，檢查待處理的原料是否混有鐵塊等異物或其他不符合要求的料頭，再將料投入粉碎機中。以往案例顯示，試模時參雜次料且未清除異物，會導致熱膠道堵塞，應引以為戒(圖1）(圖2）。

(4-1-3) 核對原料一致性

粉碎時需確保粉碎機內的原料與所要處理的料一致，避免不同材料混雜，影響後續使用。

(4-1-4) 標籤與存放

粉碎完成的料需按規定裝袋，在袋上標註料名、質量及日期，並放入暫存區時按類別整齊擺放。

(4-1-5) 清潔與交接

完成工作後，徹底打掃粉碎房，保持環境整潔。下班前，將當天粉碎的料數據交由班組長進行統計，確保記錄完整。

嚴格執行上述步驟，可有效避免異物混入，保障粉碎料的品質，同時提高生產線的運行效率。

★ 影片2-【熱流道堵塞】

(4-2) 碎料流程圖

粉碎料流程圖如(圖3)所示。

☆ 其他參考資料及文章

★ 【探討PC樹脂原材料添加回收材料對超音波熔接強度影響之研究(按圖超連結)】如果你是產品/結構/機構設計工程師，這篇文章值得你去看，因為這是真實的案例實驗，用公司的DOE實驗去寫成論文；若是需要做材料的驗證，這是一個可以參考的方式。

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